两种铝锂合金薄板析出相及动静态性能比较

采用常规拉伸性能测试、中心裂纹疲劳裂纹扩展速率测试及透射电镜分析研究了2A97铝锂合金1.5 mm厚度薄板T3态(6%冷轧预变形后自然时效)及T8态(6%冷轧预变形+150℃)时效时拉伸性能、疲劳裂纹扩展速率和微观组织的演变,并与2050铝锂合金薄板性能进行了比较。结果表明:2A97铝锂合金冷轧薄板T3态时效时析出大量非常细小且共格的δ′相,合金具有中强(抗拉强度约427 MPa)耐损伤(ΔK=30 MPa·m~(1/2)时,疲劳裂纹扩展速率da/dN≈1.0×10~(-3) mm·cycle~(-1))的性能特性。而T8时效(12～40)时合金具有强度高(抗拉强度大于560 MPa)的性能特性。T8时效时强化相包括T1相(Al_2CuLi),θ′相(Al_2Cu)和δ′相(Al_3Li);欠时效时为一定数量δ′相及θ′相和大量细小的T1相;峰时效及过时效阶段, T1相逐渐长大,δ′相逐渐减少甚至消失,θ′相粗化且数量下降。2050铝锂合金薄板T3态时效时未发现时效析出相,其疲劳裂纹扩展速率与2A97铝锂合金相当,但强度明显较低; T8态时效时强化相T1相及θ′相数量少于2A97铝锂合金,因而其疲劳裂纹扩展速率相对较低,但强度也显著低于2A97铝锂合金。     

热处理对汽车用铝合金性能的影响

采用拉伸试验机、金相显微镜、扫描电镜、EDS等手段,分析了具有不同壁厚的Al-Mg-Si挤压型材的晶粒尺寸、不同时效制度下的拉伸力学性能以及拉伸断口形貌。研究结果表明,时效制度为175℃×16 h时,Al-Mg-Si合金强度达到了最大,断后伸长率达到了最低值,之后断后伸长率基本上保持不变;壁厚1 mm型材的粗晶层厚度大于壁厚2 mm和3 mm的粗晶层厚度;欠时效试样主要以韧性断裂方式断裂,峰时效和过时效为韧性-脆性混合断裂方式;欠时效断口韧窝均匀,韧窝深度大于峰时效和过时效,峰时效和过时效的韧窝大小不一;欠时效的塑性也优于峰时效和过时效。EDS分析结果显示Al-Mg-Si合金韧窝底部存在AlMgSi或AlMg第二相粒子,为韧窝的形成源。     

时效制度对1441Al-Li合金抗腐蚀性能的影响

对固溶态1441Al-Li合金板材分别进行T6时效,以及5%冷轧预变形后再进行150℃时效,即T8时效处理,通过晶间腐蚀(IGC)、剥落腐蚀(EXCO)实验、极化曲线测试及透射电镜(TEM)分析,研究时效制度对1441铝锂合金的室温抗晶间腐蚀性能、抗剥落腐蚀性能及微观组织的影响。结果表明,合金经T6或T8时效处理后,随时效时间延长,合金微观组织由欠时效的晶内析出均匀的δ′相,变为晶内析出δ′相和S′相,以及沿晶界析出平衡相δ相和S相,因此合金抗腐蚀性能顺序为欠时效峰时效过时效。与T6时效态相比,经T8时效处理后,晶内析出的δ′相和S′相的数量增加、尺寸减小、分布均匀;同时,沿晶界析出的δ相和S相数量减少,PFZ变窄,合金的抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀能力提高。在3.5%NaCl溶液中进行的极化曲线测试表现出相同的结果。     

时效状态对Cu-Cr-Zr系合金性能的影响

采用不同时效状态和随后形变热处理工艺制备了Cu-Cr-Zr系合金,采用微观组织观察、硬度和导电率测试等手段研究了不同时效状态对双级时效Cu-Cr-Zr系合金性能的影响.结果表明:欠时效+冷轧+时效工艺和峰时效+冷轧+时效工艺制备的Cu-Cr-Zr-Mg-Si和Cu-Cr-Zr-Ni-Si合金均可获得力学性能和电学性能的优良组合.其中:欠时效+冷轧+时效工艺所制备的合金综合性能更优,但加工热处理过程中性能变化剧烈,材料生产过程中性能均匀性不易控制;峰时效+冷轧+时效工艺制备的合金综合性能极其稳定,易于在生产中控制.不同工艺下的合金性能差异是由析出相与位错的交互作用机制不同造成的.     

热处理工艺参数对6101铝板带力学性能与电导率的影响

研究了不同固溶制度、预拉伸及时效制度对6101铝合金性能与电导率的影响.结果表明:随着固溶温度及保温时间的延长,抗拉强度、屈服强度和延伸率变化小,但晶粒呈长大趋势,折弯橘皮越加明显;预拉伸提供了更多的形核地点,提高了合金的时效强化能力;在欠时效→峰时效→过时效过程中,随着人工时效温度的提高,更快进入到过时效状态,电导率...     

Ti—15V—3Cr—3Sn—3Al合金研究

研究了Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al合金的冷轧变形、热处理及其对合金组织和性能的影响。试验结果表明:该合金具有优异的冷轧变形能力,当冷轧变形量达70%时,板材边缘仍无裂纹产生。800℃固溶处理不同冷轧变形程度的板材,拉伸强度无明显变化,而对延伸率有一定影响,当变形量达30%以上时,延伸率增至稳定值。该合金的β转变温度约为750℃,当在此温度以上固溶处理时,晶粒尺寸随温度提高而长大,但长大速度甚缓。时效温度对Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al合金的拉伸性能影响显著,合金强度随时效温度提高而降低,延伸率则提高。测试了Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al合金的高温拉伸性能和300℃的热稳定性能,说明该合金可在时效状态下长期使用。     

稀土元素Ce对2090铝锂合金强塑性的优化作用

本文研究了稀土元素Ce以及时效温度和时间对2090铝锂合金室温拉伸强塑性的影响。结果表明,在2090铝锂合金中添加微量稀土元素Ce可显著改善其强塑性配合,对其断裂特征亦有影响,热处理制度相同时,2090+Ce合金室温拉伸断口上的滑移条纹多于2090合金。时效温度不同,合金强塑性和断裂特征随时效温度的变化规律亦不同。Ce对合金强塑性的优化作用亦受影响。时效温度较低和时间较短(欠时效至峰值时效)时,断裂方式为主断裂面穿晶断裂+短横向沿晶分层开裂的混合型,强度随时效时间延长而升高,但塑性随之下降。时效温度较高和时间较长(过时效)时,断裂方式主要为沿亚晶断裂,并伴有少量穿晶分量,此时强度和塑性均随时效时间的延长而下降。     

Al-2.3Cu-1.7Mg-1.2Fe-1.2Ni合金的时效行为研究

采用硬度测试、电导率测试、常温力学性能测试等方法研究了单级时效处理过程中时效温度和时效时间对Al-2.3Cu-1.7Mg-1.2Fe-1.2Ni合金力学性能和电导率的影响规律,并利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)等手段对合金淬火态以及几种不同时效处理制度下的显微组织进行了研究.结果表明,合金经固溶淬火处理后仍残留有较多的大尺寸第二相,淬火态组织存在的第二相主要有Al9FeNi,Al7 Cu2 Fe,Al7 Cu4 Ni等.单级时效处理过程中,时效处理的温度越高,达到峰时效所需的时间越短,材料的峰时效硬度值越低;电导率随时效时间的延长而不断上升,时效温度越高,电导率的增长速率越快.峰时效条件下合金内主要沉淀强化相包括S’相和S"相,晶界上有明显的链状析出物存在,呈不连续分布;峰时效条件下,合金棒材的极限抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为455 MPa,391 MPa和10.6％,电导率可达到21.6 MS·m-1.     

室温大气环境下450°C时效态3J21合金拉伸性能

 在万能拉伸试验机上对室温大气环境下峰时效态3J21合金的拉伸性能进行研究,并采用金相显微镜对峰时效态金相组织及物相进行分析,采用扫描电镜(SEM)对拉伸断口进行观察。结果表明室温大气环境下,峰时效态3J21合金的抗拉强度和屈服强度较高,延伸率较低;峰时效态3J21合金的拉伸断口为韧窝断口,断口附近显微组织中滑移线之间的距离大。文中对室温大气环境下峰时效状态对3J21合金拉伸性能的影响进行了讨论。     

热处理工艺对Cu-Zn-Al合金组织及性能的影响

本文详述了α+β(两相)区淬火加低温时效、β(单相)区淬火加低温时效及冷变形加低温时效三种热处理工艺对Cu—Zn—Al合金组织和性能的影响,找出了该合金适合工业生产热处理工艺。并发现冷变形加低温时效热处理工艺不仅能极大地提高合金的抗拉强度,且能使该合金保持较高的伸长率。     

预先冷轧变形对马氏体时效钢强化的影响

系统研究了预先冷轧变形对马氏体时效钢强化的影响,研究结果表明:510℃×3 h时效引起的强度净增加值恒定,与冷轧变形量无关,最终的强度为:σ=σ0 △σCR △σAge,即初始强度、冷加工强化和时效强化的叠加,其中只有冷加工强化△σCR随变形量变化.电子衍射花样及衍射斑强度分布证实:510℃×3 h时效后马氏体基体内析出六方结构的Ni3(Ti,Mo)和正交结构的Ni3 Mo,冷轧变形量对时效析出行为没有明显的影响.     

室温大气环境下欠时效态3J21合金的拉伸性能

在万能拉伸试验机上对室温大气环境下欠时效态3J21合金的拉伸性能进行研究,并采用金相显微镜、X射线衍射仪对欠时效态金相组织及物相进行分析,采用TEM对固溶态、欠时效态试样及拉伸断口附近形变的显微组织进行分析,采用扫描电镜（SEM）对拉伸断口进行观察。结果表明,室温大气环境下欠时效态3J21合金的拉伸断口为韧窝断口,断口附近显微组织中滑移线之间的距离较小。欠时效态3J21合金具有较好的强度和塑性配合。同时讨论了室温大气环境下欠时效状态对3J21合金拉伸性能的影响。     

Al-5.2Cu-0.4Mg-1.02Ag合金板材组织性能的研究

通过显微硬度测试、力学性能测试、透射电镜分析等于段研究了Al-5.2Cu-0.4Mg-1.02Ag合金板材存欠时效、峰时效、过时效的力学性能和显微组织.结果表明:合金主要强化相足Ω相和θ'相,它们之间存在竞相析出与长大的关系.欠时效时出现大量细小的Ω相和少量的θ'相,尺寸约为15 nm;峰时效时Ω相长大且θ"相增多,Ω相的体积分数达到最大值,尺寸约为40～60 nm,θ'相的尺寸约为40 nm;过时效Ω相体积分数有所减少而θ'相体积分数有所增加,θ'相尺寸约为70～100 nm,且有部分θ'相转变为θ相.峰时效时合金的抗拉强度和屈服强度达到最大值,断后延伸率随时效时间的延长有下降的趋势.     

高温时效对S31042钢管室温拉伸性能的影响

研究了700℃0～3 000 h时效对Φ57 mm×9.7 mm S31042无缝钢管(%:0.06C、0.35Si、1.18Mn、24.50Cr、20.54Ni、0.40Nb、0.23N)室温拉伸性能的影响。结果表明,0～1 000 h时效时,随时效时间的增加,S31042钢屈服(R_p0.2)和抗拉强度(R_m)迅速增加,但钢的伸长率(A)和断面收缩率(Z)急剧降低;当时效时间超过1 000 h,各项性能变化趋缓;随时效时间增加,室温拉伸断口由含丰富韧窝的韧性断口逐渐过渡到沿晶脆性断口;0～1000h时效随时效时间增加,晶界处Cr₂₃C₆相迅速增多,超过1 000 h时效,析出相的变化不明显。     

用X射线评价马氏体时效钢冷轧材的回复效应

用X射线衍射技术研究了马氏体时效钢冷轧变形和衍射峰宽化效应的关系，结果表明冷轧变形使X射线衍射峰型发生明显的变化，其中衍射峰的宽化间接证明材料塑性变形的不均匀性；510℃×3h时效使冷轧变形引起的衍射峰宽化效应大幅下降，从而证明时效析出前或析出过程中马氏体基体发生了较大程度的回复。更高温度时效后（540℃×3h），X射线衍射峰宽化已不受冷轧变形的影响，证明马氏体基体已回复到与未冷轧材料相当的程度。     

2014合金的回归再时效

本文采用拉伸实验和透射电镜法,研究了2014铝合金的回归再时效(RRA)处理.结果表明:采用欠时效(100℃(2×2h)与适当回归处理(200×5min)配合的RRA处理,可同时提高2014合金的强度和塑性.适当的回归处理能使欠时效2014合金组织中部分GP区优先长大.随后再进行峰时效处理,不仅能改善晶界析出相的尺寸和分布,而且还能使基体析出相尺寸产生明显的差异.这种尺寸有明显差异的基体析出相协同强化有利于提高2014合金的强韧性.     

7175超硬铝合金时效行为和拉伸性能的研究

研究了７１７５超硬铝合金在不同状态下的时效行为和拉伸性能。结果表明，随着时效时间的延长，合金存在两个效峰，且两峰的强度差不多。     

Er微合金化对1441铝锂合金微观组织和力学性能的影响

采用铸锭冶金法制备了不同含量稀土元素Er的Al-Cu-Li合金。利用拉伸力学性能测试、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及元素能谱分析(EDS)等分析测试手段,研究了Er的添加对Al-Cu-Li合金T8时效状态下的微观组织和力学性能影响。结果表明,合金在峰时效下的强度较未添加Er元素的Al-Cu-Li合金略有下降,添加0.3%Er(质量分数)的Al-Cu-Li合金的T8态峰时效屈服和抗拉强度均下降了30 MPa;添加Er元素的Al-Cu-Li合金的主要强化相仍然为δ'相(Al3Li)及S'相(Al2Cu Mg),Al-Cu-Li合金的Er元素未影响其时效析出响应速度;添加Er微合金化合金峰时效下内部有大量的δ'相和少量的S'相,而未添加Er元素的Al-Cu-Li合金峰时效下有大量的δ'相和大量的S'相,添加Er元素使峰时效态下S'相数量减少;Al-Cu-Li合金从始至终没有发现Al3Er强化相的存在证据;添加稀土元素Er,在凝固态时即可形成Al8Cu4Er相粒子,这些粒子直至均匀化和固溶热处理时仍未完全溶解于固溶体中;断口形貌分析显示添加Er元素使Al-Cu-Li合金的沿晶脆性断裂倾向增大,佐证了合金强度下降的力学性能表现。     

时效温度对1460铝锂合金薄板力学性能与微观组织的影响

采用拉伸性能测试及透射电镜(TEM)分析手段研究了1460铝锂合金薄板在145和175℃时效时的力学性能和微观组织的演化。研究结果表明:相比于145℃时效,1460铝锂合金175℃时效响应速率明显加快。在120 h时效时间范围内,175℃时效时合金的延伸率、最高抗拉强度以及屈服强度与抗拉强度差均低于145℃时效时,特别是175℃近峰时效时合金屈服强度与抗拉强度差明显降低。1460铝锂合金145,175℃两个温度时效时的主要脱溶产物均为δ'相(Al_3Li),合金时效初期均快速析出均匀弥散分布的δ'相;175℃时效时δ'相的粗化速度明显高于145℃时效,导致其尺寸随时效时间延长显著粗化,密度明显降低。145℃时效时随时效时间延长,合金在析出δ'相后形成大量的G.P.区;时效后期G.P.区长大,没有T1相(Al_2CuLi)的析出。175℃时效过程中合金在析出δ'相后快速析出T1相;时效后期T1相数量明显减少而尺寸显著粗化。     

7075铝合金厚板淬火残余应力消除工艺的研究

对７０７５铝合金厚板的预拉伸量、时效工艺制度与淬火后残余应力大小及变化规律进行了测试与分析。结果表明：随着预拉伸量的增加，轧向和横向残余应力均由压应力转变为拉应力，当预拉伸量为２％左右时，残余应力降到　零；随着时效温度的升高和时效时间的增加，轧向和横向残余应力均呈下降趋势。合理的预拉伸量和时效制度是减少７０７５铝合金厚板淬火残余应力的有效措施。